河西金矿浅部充填系统改造方案.pdf

l S S N1 6 7 l 一2 9 0 0 C N4 3 一1 3 4 7 ／T D 采矿技术第1 1 卷第4 期 M i n i n gT e c h n o l o g y ，V 0 1 ．11 ，N o ．4 2 0 1 1 年7 月 J u l y2 0 1 1 河西金矿浅部充填系统改造方案 张培民，曹旭，丁雨庆 招远市河西黄金集团有限公司，山东招远市2 6 5 4 0 2 摘要河西金矿为解决浅部充填法开采中充填倍线大的问题，在井下利用渣浆泵加压充 填砂浆，从而将浅部采场废石充填改造为尾砂胶结充填。对该矿浅部充填系统改造的经 济效益等进行了详细的分析和比较。 关键词尾砂胶结充填；渣浆泵；充填质量；经济效益 河西金矿一4 0m 以上中段的1 3 9 、1 3 7 、1 4 5 、 1 4 6 、1 0 8 、1 4 7 、1 5 5 等浅部各采区由于距离地表尾砂 充填站较远，充填倍线高达1 6 左右，大于实验得出 的最大自流倍线1 0 ．5 ，7 0 ％重量浓度砂浆不能靠自 流到达采场进行充填工作，故原一4 0m 以上中段采 场均采用废石充填上向水平进路回采方式。先行进 路充填时进路两帮人工后退式砌筑混凝土隔墙，胶 结用的水泥由人工自脉外行人井搬运至采场，人工 搅拌废石。该充填回采方法存在回采安全性较差、 矿石贫损两率较高、对选矿回收率影响大、劳动强度 大、费用较高、地表尾砂堆存多、不利于采区周边远景 储量保护等较多缺点。因此，提出利用渣浆泵加压 充填砂浆，尝试改造河西金矿浅部采场的充填方式。 1 全尾砂粒级组成及胶结尾砂强度试验 河西金矿的全尾砂粒级组成见表1 。2 0 1 0 年5 月委托山东第四地质矿产勘察院实验测试中心利用 D C Y 一6 0 万能试验机对该矿全尾砂不同胶结比例 的试块强度进行了试验，7d 龄期的试块强度测试 结果见表2 。 2 充填改造方案 根据实验，5 8 ％～6 0 ％的低浓度充填砂浆在充 填倍线小于9 时能够实现自流充填，在管路中砂浆 不出现离析。由此分别在一1 01 3 1 中段东西沿脉充 填倍线8 左右的地方各设置渣浆泵硐室 规格6m X 3 ．5mX 4 ．5m 1 个，每个硐室内设本溪水泵有限 责任公司产的8 0 X Z A 3 8 5 型渣浆泵1 台 流量7 0 n l ’／h 、扬程6 0m 、渣浆浓度≤6 0 ％ 、单轴双叶轮1 ．5 i t n 1 ．5n l 搅拌桶1 个，充填砂浆自充填站自流至渣 浆泵硐室搅拌桶内，经再次搅拌由渣浆泵送至4 0 0 m 远的采场充填井上口，充填管路为咖1 0 0m m 壁 厚1 5m m 的耐磨高分子聚氯乙烯管。东部渣浆泵 硐窀设于1 2 0 线穿脉内完成对1 4 5 ，1 5 5 等采区的充 填，西部渣浆泵硐室设于1 0 4 线穿脉附近完成对 1 3 9 ，1 3 7 ，1 0 8 ，1 4 6 ，1 4 7 等采区的充填。 表l 全尾砂粒级的组成 粒级累计产率粒级累计产率 m m ％ 1 n n l ％ O ．2 52 5 ．1 40 ．0 7 5 一十0 ．0 4 57 5 ．5 7 0 ．2 5 0 一 0 ．1 8 03 2 ．4 60 ．0 4 5 一 0 ．0 3 87 8 ．7 8 一O ．1 8 0 ～ 0 ．1 5 04 1 ．6 7一O ．0 3 81 0 0 ．0 0 0 ．1 5 0 ～ 0 ．0 7 56 7 ．7 2 表2 不同胶结比例的全尾砂强度试验结果 配比单鼍篙产度l E t 七单麓蔷嚣尹度配比单麓微严度 l 54 ．1 2l 1 00 ．6 9l 2 00 ．1 6 l 53 ．9 8l 1 2O ．5 5 l 1 00 ．6 7l 1 20 ．5 3 采区进路充填时，根据后退式回采原则，在进路 合适位置架设木质挡墙。为确保进路充填接顶质 量，在充填进路内设两条普通塑料管路，一条用作充 填排气管，架设于进路最高处，用于充填排气、泄水， 减轻砂浆及空气对封闭门的压力，另一条用于充填， 该条在封闭门外设三通管用于充填管路冲刷时泄 水，减少对充填浓度的影响，确保充填体强度；分批 次进行充填，减少浓度低对接顶质量的影响，同时降 低对封闭挡墙的充填压力，避免封闭倒塌跑漏事故。 为降低第一层充填时尾砂的泄露，将采区内各 种贯通工程密闭，并在进路底板铺展编织袋。 为减轻爆破对尾砂隔墙的影响，避免较大的片 帮造成安全隐患及矿石贫化损失升高，爆破时以底 板尾砂为自由面，采取多打眼、不耦合装药、排间微 万方数据 张培民，等河西金矿浅部充填系统改造方案 4 3 差起爆的爆破方式。进路充填接顶及爆破后胶结充 填体情况见图1 。 圈1 揭露的进路充填体 3安全及经济效益评价 3 ．1 回采安全性比较 原废石充填采场接顶质量较差，造成采场顶板 暴露面积大。整体出现移动变形，尤其是较大的采 区，由于每层回采周期长，这种影响尤甚．一4 0m 1 3 9 采区因废石充填接顶不实，不仅造成进路顶板 整体变形维护费用增加，还造成大量高品位矿石的 丢失。改为尾砂胶结充填后，由于充填接顶质量较 高，保证了浅部各采区矿石的安全顺利回采。 3 ．2 资源回收率比较 由于安全及废石充填面不平且空隙较大等原 因，造成部分高品位矿石及裂隙充填型高品位粉矿 损失严重，损失率高达1 2 ．5 ％。同时，由于隔墙因 缺少细骨料，混凝土混入矿石造成选矿回收率下降 到8 8 ．0 8 ％左右。而尾砂胶结充填矿石损失率控制 在4 ．5 ％左右，贫化率控制在6 ．8 ％左右，选矿回收 率控制在9 5 ．8 ％一9 6 ％。 3 ．3 经济效益比较 3 ．3 ．1浅部充填系统改造后所需费用 1 主充填管路。规格直径1 0 1 ．6m m ，管路长 度1 4 0 0m ，管路单价3 3 ．2 5 元／m ，管路投资共需 4 ．6 5 5 万元。 2 渣浆泵。渣浆泵2 ．5 万元／个，合计5 ．0 万元。 3 搅拌桶。单价2 ．8 万元／个．合计5 ．6 万元。 4 工程掘进。掘进渣浆泵硐室2 个，需7 ．7 7 万元。 5 工资。浅部充填需增加职工4 人，按每人 3 ．0 万元／a 计算共需1 2 万元／a 。 6 其它。管路架设及泵基础浇筑设备安装等 需1 ．1 6 万元。每年木材消耗需6 万元。渣浆泵每 年检修费用预计0 ．5 6 万元。胶结材料费用2 8 ．0 3 万 元。外包队预制8 0 0m 1 ／a ，费用3 0 万元／a 。采矿费 用3 4 5 ．8 1 3 万元／a 。每天充填0 ．7h ，每年电费2 ．6 5 万元。进路一次性充填管路需要约2 4 3 9 9m ，按8 j 乇／m 计算，合计1 9 5 1 9 2 元，平均5 9 1 4 9 ．1 元／a 。 浅部充填系统改造一次性投入需2 4 ．18 5 万元， 按浅部矿石储量平均7 ．3 3 万元／a 。以上各种费用 合计为4 3 8 ．2 9 8 万元／a 。 3 ．3 ．2 充填系统改造前费用 采矿费用7 3 7 ．1 万元／a 。预制费用．夕h 包队预 制2 2 0 0m 3 ／a ，费用8 1 ．1 万元／a 。充填用废石剥离 费用5 ．3 万元／a 。费用合计8 2 3 ．5 万元／a 。 3 ．3 ．3 浅部充填系统改造经济效益 1 直接经济效益。河西金矿浅部充填系统由 矸石充填改为尾砂充填后，每年节约费用8 2 3 ．5 4 3 8 ．2 9 8 3 8 5 ．2 0 2 万元 ，整个浅部矿量回采可节 约费用3 8 5 ．2 0 2 3 ．3 1 2 7 1 ．1 7 万元 。 2 间接经济效益。尾砂用于井下充填可延长 尾矿库服务年限，相对减少尾矿库征地、基建、管理 等费用。根据该矿童家尾矿库设计库容 6 6 ．6 万 m 3 及相关费用 9 2 0 万元 计算，单位库容费用为 1 3 ．8 影m 3 。侯西区段用尾砂充填减少尾矿库库容 4 6 4 7 4m 3 。相比减少费用6 4 ．1 3 万元。此外，用尾砂 胶结充填，可为该区段远景储量的回采及一1 0m 以 上矿石的回采创造有利条件。 4 充填系统改造存在的不足 该次充填系统改造采用渣浆泵而不是活塞泵加 压输送砂浆，充填砂浆浓度较低 ≤6 0 ％ ，造成采 场析水较多、采场接顶难度大，同时尾砂充填较废石 充填对作业面的展开有所影响，降低了采出矿效率。 参考文献 [ I ] ‘充填采矿工程设计手册 编委会．充填采矿工程设计手册 [ M ] ．北京矿山工业科技出版杜．2 0 0 8 [ 2 】惠林．贺茂坤浅谈充填体质量与充填工艺的关系[ J ] ．中 国矿山工程．2 0 1 0 ．3 9 5 1 7 一1 9 [ 3 ] 张利华充填料灰砂比控制方法探讨[ J ] ．中国矿山工程． 2 0 1 0 ．3 9 5 2 0 2 2 [ 4 ] 李浩字．祟札紫金尾砂充填系统[ J ] ．中国矿山工程，2 0 1 0 ，3 9 5 1 4 一1 6 [ 5 ] 施七虎，李浩字．陈慧泉，矿山充填技术的创新与发展[ J ] 中 国矿1 1 I 工程．2 0 1 0 ，3 9 5 1 0 一1 3 ． 收稿日期2 0 1 l 一0 4 一吣 作者简介张培民 1 9 7 1 一 ，男。山东茌平人，工程师．从事 采矿工程技术管理工作．E m a i l z h a n g p e i m i n l 2 3 1 2 6 ．c o m 。 万方数据 河西金矿浅部充填系统改造方案河西金矿浅部充填系统改造方案 作者张培民， 曹旭， 丁雨庆 作者单位招远市河西黄金集团有限公司,山东招远市,265402 刊名 采矿技术 英文刊名Mining Technology 年，卷期2011,114 参考文献5条参考文献5条 1.张利华 充填料灰砂比控制方法探讨[期刊论文]-中国矿山工程 201005 2.惠林;贺茂坤 浅谈充填体质量与充填工艺的关系[期刊论文]-中国矿山工程 201005 3.编委会 充填采矿工程设计手册 2008 4.施士虎;李浩宇;陈慧泉 矿山充填技术的创新与发展[期刊论文]-中国矿山工程 201005 5.李浩宇 崇礼紫金尾砂充填系统[期刊论文]-中国矿山工程 201005 本文链接